МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА Российский патент 1995 года по МПК H01J61/18 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности усовершенствует металлогалогенные лампы для светокультуры растений.

Известна металлогенная лампа, содержащая кварцевую горелку с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом, ртутью и добавками для обеспечения горелки галогенидами церия и лития [1]
Состав наполнения указанной лампы обеспечивает спектр излучения со следующим распределением энергии в области фотосинтетически активной радиации (ФАР): 400-500 нм 20±5% 500-600 нм 40±5% 600-700 нм 40±5%
Такое распределение энергии спектра оптимально для выращивания огурцов.

Недостатком лампы является ее низкая экологичность вследствие использования в составе наполнения крайне токсичной ртути.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является металлогалогенная лампа, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами лития [2] В лампе-прототипе нет ртути и ее соединений, поэтому ее экологичность гораздо выше, чем у лампы-аналога.

Недостатком указанной лампы при использовании ее для светокультуры огурцов является неоптимальное распределение энергии излучения в области ФАР: 400-500 нм 20±5% 500-600 нм 20±5% 600-700 нм 60±5%
Излучение в красной области спектра избыточно.

Поставленная цель достигается тем, что в металлогалогенной лампе, содержащей горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами лития, в горелку введены добавки для обеспечения горелки галогенидами натрия и по меньшей мере одного из элементов, третьей группы периодической системы (ПС), причем компоненты взяты в следующих количествах, мкмоль/см³:
Добавки для обеспечения горелки галогенидами лития 0,1-15,0 натрия 0,2-13,0 по меньшей мере одного из элементов третьей группы ПС, 0,05-15,0 а давление инертного газа составляет 13,3-200 кПа.

В лампе по изобретению экспериментально подобранный состав наполнения позволяет обеспечить оптимальное соотношение энергии излучения в области ФАР для светокультуры огурцов: 400-500 гм 20±5% 500-600 гм 40±5% 600-700 нм 40±5%
При этом достигается высокий КПД излучения в области ФАР 20-23%
На фиг.1 изображена предлагаемая металлогенная лампа.

Лампа содержит горелку 1 из оптически прозрачного материала, в которой посредством фольговых вводов 2 герметично установлены электроды 3. С помощью элементов 4 монтажа горелка 1 зафиксирована во внешнем стеклянном баллоне 5. Лампа снабжена резьбовым цоколем 6, цилиндрическим цоколем 7 и гибким токовводом 8.

Принцип работы предлагаемой лампы идентичен работе известных ламп. Лампа подключается в схеме последовательно с балластным сопротивлением в питающей сети. Затем осуществляется зажигание лампы посредством подачи на электроды электрического высоковольтного импульса. Возникает дуговой разряд в среде инертного газа, по мере разгорания которого и нагрева горелки в разряд поступают галогенидные добавки. В результате фиксируется дуговой разряд в парах галогенидов излучающих металлов с конкретными параметрами: током, напряжением, мощностью, световым потоком и т. д.

Количество добавок для обеспечения горелки галогенидами натрия и по меньшей мере одного из элементов третьей группы ПС определено экспериментально и составляет 0,2-13,0 и 0,05-15,0 мкмоль/см³. При количествах добавок меньше указанных в этих диапазонах их недостаточно для нормальной работы лампы в течение всего срока службы, так как добавки жестчатся в процессе адсорбции, абсорбции, хемисорбции и т. д. При количествах добавок больше указанных дополнительного положительного эффекта не достигается, а затраты на приобретение, обработку, хранение и дозировки добавок увеличиваются.

Для добавок конкретных элементов третьей группы ПС экспериментально подобранные количества компонентов следующие, в мкмоль/см³.

Добавки для обеспече-
ния горелки галогени- дами скандия 0,06-3,0
Добавки для обеспече-
ния горелки галогени- дами диспрозия 0,05-5,0 Добавки для обеспече- ния горелки галогени- дами тулия 0,05-6,0
Добавки для обеспечения горелки галогенидами диспрозия, гольмия и тулия соответственно 0,05-5,0; 0,04-4,0; 0,05-6, Спектр излучения лампы приведен на фиг. 2. На квазинепрерывном фоне излучения редкоземельных металлов отчетливо выделяются линии излучения лития 610 и 671/нм и натрия 589 нм. Распределение энергии излучения в трех зонах ФАР таково: 400-500 нм 23% 500-600 нм 41% 600-700 нм 36%
Такое распределение энергии располагается в границах, оптимальных для светокультуры огурцов.

Давление инертного газа определено экспериментальным путем и выбрано в пределах 13,3-200 кПа. При меньшем давлении из-за низких значений напряжения на лампе увеличиваются габариты и материалоемкость лампы. При давлении, большем 200 кПа, лампа становится взрывоопасной даже в холодном состоянии.

Примеры конкретного исполнения приведены в таблице.

Применение изобретения позволит увеличить эффективность излучения лампы для светокультуры огурцов, что позволит увеличить продуктивность огурцов при практически неизменной себестоимости.

Использование: в металлогалогенных лампах для светокультуры растений. Сущность изобретения: металлогалогенная лампа содержит горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом при давлении 13,3-200 кПа и добавками для обеспечения горелки галогенидами лития в количестве 0,1-15 мк·моль/см³. В горелку лампы введены добавки для обеспечения ее галогенидами натрия и по меньшей мере одного из элементов третьей группы Периодической системы (ПС) в количестве 0,2 13 и 0,05-15,0 мк·моль/см³ соответственно. В качестве добавок для обеспечения горелки галогенидами добавок по меньшей мере одного из элементов третьей группы ПС использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами скандия в количестве 0,06-3 мк·моль/см³ добавки для обеспечения горелки галогенидами диспрозия в количестве 0,05-5 мк·моль/см³ добавки для обеспечения горелки галогенидами тулия в количестве 0,05-6 мк·моль/см³. 4 з. п. ф-лы, 1 табл. 2 ил.

1. МЕТАЛЛОГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, содержащая горелку из оптически прозрачного материала с герметично установленными электродами, наполненную инертным газом и добавками для обеспечения горелки галогенидами лития, отличающаяся тем, что в горелку дополнительно введены добавки для обеспечения ее галогенидами натрия и по меньшей мере одного из элементов 3 группы периодической системы элементов, компоненты взяты в следующих количествах, мкмоль/см³:
Добавки для обеспечения горелки галогенидами: лития 0,1-15,0
Натрия 0,2 13,0
По меньшей мере одного из элементов 3 группы Периодической системы элементов 0,05 15,0
а давление инертного газа составляет 13,3-200,0 кПа. 2. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами скандия в количестве 0,06 3,0 мкмоль/см³. 3. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами диспрозия в количестве 0,05 5,0 мкмоль / см³. 4. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами тулия в количестве 0,05 6,0 мкмоль/см³. 5. Лампа по п.1, отличающаяся тем, что использованы добавки для обеспечения горелки галогенидами диспрозия, ольмия и тулия в количестве 0,05 - 5,0, 0,04 4,0 и 0,05 6,0 мкмоль/см³ соответственно.